滩海油田注采工艺技术研究与实践

张学钦

【摘 要】滩海油田采用海油陆采和海上平台两种生产方式，有油水井228口，年产油10.5×104t，所布署油水井多为大位移定向井，井斜角大，水平位移长，地理条件特殊、环境因素敏感，在采油、注水等方面出现诸多问题，结合滩海油田生产需求，重点研发大斜度举升工艺技术和分注技术，目前已在辽河滩海油田实施达247井次，措施增油达3.2×104t，创经济效益7510×104元，具有广阔的推广应用前景。

【关键词】注采工艺；柔性金属泵；大斜度井举升技术

一、概况

辽河滩海油气区位于辽东湾北部，水深5m以内的滩海地区，由陆滩、海滩、潮间带和极浅海四部分组成，总面积3475km2，该区发育古生界、中生界、沙三段、沙二段、沙一段、东三段、东二段、东一段和馆陶组等九套含油气层系，发现了太阳岛、葵花岛、笔架岭、月海等4个油气田，探明含油面积47.42km2，石油地质储量1.2316×108t；探明含气面积15.09km2，天然气地质储量47.96×108m3。

（一）地质特征

辽河滩海地区开发目的层为新生界下第三系东营组的东三段、东二段下部地层及下第三系沙河街组二段-东营组二段，受环境与位置限制，采用平台丛式井开发，部署油井均为大位移定向井，平均位移：1530m，平均井斜角45.6°，其中最大位移2991.3m，最大井斜角79°54′。

储层岩性以粉砂岩和细粉砂岩为主。储层平均孔隙度为24%，渗透率为101×10-3μm2，为中孔中低渗储层，储层物性中等；油层非均质性较为严重，均质系数为0.17，级差1955，突进系数16.31，变异系数2.96。

（二）开发现状

截至2016年12月，辽河滩海油田总井188口，开井94口，日产液1270m3，日产油274t，日产气4.41×104m3，综合含水79.06%，年产油11.32×104t，累产油355.11×104t，地质储量采油速度0.45%，采出程度14.07%。年注采比0.78，累计注采比0.90，年地下亏空12.45×104m3，累积地下亏空68.14×104m3。

（三）开发矛盾

在长年的注水开发过程中，由于复杂的井身结构、储层的非均质性及注水开发方式等方面因素导致以下几方面矛盾凸显：

（1）随着区块含水升高周期热洗增加，在热洗及作业中发现有部分油井漏失量大，洗井、作业后排液期长，诸多因素导致生产时率降低；

（2）由于井斜及地层出砂的影响，普通泵泵效低且易砂卡，同时管、杆磨损严重，杆断脱比例增加，杆、管报废量增大，检泵周期短，作业井次增加，大斜度井举升难度大、问题多；

（3）部分水井在停注过程中因出砂或污油进入管柱造成测调遇阻，加之井斜角大，井段长，分层测调成功率低，影响细分注水效果；

二、大斜度井举升技术

（一）柔性金属泵

该泵具有携砂能力强、泵效高、适用泵挂深，适应井斜角大的特点。

（1）采用相互完全独立的多级密封单元结构柱塞，各级之间相互独立，游动阀与固定阀均强开强闭，具有防气功能，减少漏失量。柱塞密封单元与中心杆及杆柱之间处于游离状态，用于大斜度井及水平井采油时，杆柱的偏心力作用于导向块，由导向块承受偏磨，可有效消除井下泵密封单元的偏磨。

（2）柱塞整体在轴向和径向均具有柔性，柱塞与泵筒之间的密封间隙为弹性间隙，在液柱压力作用下，间隙值可自动补偿，液柱压力升高则密封间隙缩小，可以大幅度降低整泵的漏失量，提高泵效。

（3）单级密封单元采用非接触式弹性间隙密封，密封单元结构短，具有不易砂卡的特点，采用非接触式弹性间隙密封，将普通泵柱塞与泵筒之间的硬间隙变为弹性间隙，当砂粒进入柱塞与泵筒之间并形成卡泵趋势时，柱塞可以产生一定的弹性变形，避免卡泵，并可以避免砂粒对泵筒及柱塞外表面的损伤，延长检泵周期。

（4）采用强开强闭底阀，避免了由井斜角造成的固定阀回落滞后，泵效降低。

（5）优化固定阀球及球座材质，选用硬质合金，降低在高气液比条件下携砂液体对球和球座的冲蚀作用。

（二）防偏磨配套技术

对于井斜角大于30°的油井，应用了多种配套防偏磨技术：抽油杆整体扶正技术、滑动式扶正器、防磨内涂层油管主要是保护管杆，降低管杆磨损，延长检泵周期。

⑴滑动式扶正器

工作面为三个与油管内壁曲率相同的圆弧曲面，其外表面为光滑致密的金属固体润滑涂层。在工作过程中，曲面可沿芯轴自动转向，确保以一个工作曲面与油管壁发生贴合，在固体润滑剂的作用下，可起到避免磨损的作用。该结构有利于固体润滑剂迁移膜的形成，可有效地发挥固体润滑剂的减磨作用，有效避免管杆之间发生磨损。

⑵整体扶正抽油杆

整杆固定螺旋扶正器能与油管内壁成均匀的圆柱面接触，有效地避免了杆管偏磨，同时使油管内壁的蜡晶无法形成，起到了既扶正又刮蜡的双重功效，且新型高分子纳米材料的应用使得扶正器的耐磨、耐腐蚀性达到当前塑料制品的最高值。

⑶防磨內涂层油管

针对双向保护接箍的强度过大，致使油管磨损严重，应用防磨内涂层油管，利用其减磨涂层技术降低管杆之间的磨损。内涂层油管是应用热喷涂方法将复合涂料喷涂在油管内壁，通过涂层自身的减摩与耐磨性来保护、延缓抽油杆与油管的磨损，从而使油管和抽油杆延长使用寿命。

三、效益分析

截止目前累计应用247井次，平均检泵周期延长至725天，平均提高泵效21.7%，节省检泵59井次，节约作业费442.5×104元，光杆磨损情况逐步得到改善，减少报废管杆9320根，节约材料费450×104元。其中笔架岭延长检泵周期示范区，检泵周期由2012年的540d上升至2016年的1165d，措施累计增油3.2×104t，累计创效7510×104元。分注井测调成功率由45%提高至87%，水驱动用程度由75.5%提高至81.5%，含水上升率由5.94%降至4.9%。

四、结论

（1）辽河滩海注采工艺技术的成功，提高了大斜度水井分注寿命、测试有效率和成功率，降低了注水压力，为大斜度井分层注水工作提供了技术保障，改善了水驱油藏开发效果。

（2）抽油机井管杆偏磨是客观存在的，通过磨损试验能够更加直观地筛选出适合现场配套应用的防偏磨装置

（3）辽河滩海注采工艺技术为海上油井的安全生产提供了可靠的技术保障。